近场光镊是基于近场光学理论建立起来的可以对微粒实现稳定捕获和操作的新技术，相较基于单光束梯度力的传统远场光镊，近场光镊克服了光学分辨率衍射极限和热效应等众多因素的限制，可以实现对纳米量级微小粒子的捕获和操控，在物理学、细胞工程、生物医学等领域备受关注。首先阐述了基于倏逝场近场光镊的模型和捕获的基本原理，详述了棱镜全反射光镊、探针型光镊、纳米孔径光镊、聚焦倏逝场光镊、微纳光纤光镊、以及微谐振腔耦合结构型近场光镊的研究进展。最后，重点介绍了光镊在生物医学领域的应用。

光电子镊是在介电泳基础上发展出来的一种新型微粒操纵技术,利用投影原理将光图案投影于具有光电效应的光电导层,产生虚拟电极,以此来实现对微粒的.相对于传统的介电泳操纵,光电子镊最大的特点是具有可灵活操控的虚拟电极,通过软件控制可以在光电导层的任意位置形成需要的光学图案从而达成灵活的操纵效果.阐述了光电子镊的实验系统和工作原理,并详细介绍了其研究进展和在微纳操纵方面的应用.

为了验证光纤环形谐振腔的游标效应, 对不同长度的光纤环形谐振腔进行了研究。实验研究了长度分别为2.24m和2.52m光纤环形谐振腔透射谱频率的对应关系, 当谐振频率相同且自由频谱宽度个数差值为1时, 根据差值等分测量原理, 以其中一个谐振谱线作为标尺、另一个作为游尺, 对标尺的自由频谱宽度九等分, 得到游尺的最小测量分度为0.01GHz, 这与MATLAB理论仿真结果一致。结果表明, 通过改变谐振腔尺寸差, 增加自由频谱宽度的等分刻度数, 可以提高测量精度; 基于微谐振腔对外界环境变化的敏感特性, 谐振腔游标效应在高灵敏传感领域将具有潜在的应用。

分别从理论和实验上分析了光纤表面倏逝场强度的分布(z=10 nm, 100 nm, 500 nm,1 000 nm), 研究了微米级光纤光镊对微球的操纵。实验中把直径为125 μm的普通单模光纤拉制成锥腰直径为2 μm的锥形光纤。当光纤通光时, 在光纤锥区倏逝场的作用下, 直径3 μm的聚苯乙烯微球保持平衡状态, 并且光纤附近的微球被吸引到光纤表面, 以5.3 μm /s的速度沿着光束的传播方向运动。这个实验不仅实现了对微球的成功捕获, 而且验证了光纤光镊的力学作用。光纤光镊对微球的无接触、无损伤操纵, 将在生物传感领域有潜在的应用。

利用MOCVD技术在蓝宝石衬底上外延生长了具有低温插入层结构的绿光LED, 研究了具有插入层结构的LED的发光特性。插入层的引入增加了In在量子阱中的并入, 并且引起了波长红移。经过分析, 认为是In的相分离和极化场带来的红移, 且恶化了器件的性能。

利用低压MOCVD系统在弯曲度值不同的蓝宝石衬底上生长了GaN基LED外延结构并制作芯片。测量了芯片的主要电学和光学参数, 并分析了衬底弯曲度值对芯片性能的影响。分析结果表明: 存在弯曲度的衬底预先弛豫了外延层中的部分应力, 改善了外延层的质量, 从而提高了LED芯片的性能。随着衬底弯曲度值的逐渐增加, 下层GaN对有源层中InGaN材料的压应力作用不断减小, 导致芯片的主波长逐渐发生蓝移。

利用金属有机物化学气相沉积技术在蓝宝石衬底表面制备了带有p-AlGaN电子阻挡层的400 nm高性能紫光InGaN多量子阱发光二极管。制作了3种紫光LED, 分别带有不同p-AlGaN电子阻挡层结构:Al摩尔分数为9%的p-AlGaN电子阻挡层; Al摩尔分数为11%的p-AlGaN电子阻挡层; Al摩尔分数为20%的10对p-AlGaN/GaN超晶格电子阻挡层。带有高浓度Al电子阻挡层的紫光LED的光输出功率高于低浓度Al电子阻挡层的紫光LED。带有10对p-AlGaN/GaN超晶格电子阻挡层的紫光LED的光输出功率获得了极大的提高, 在20 mA注入电流时测试得到的光输出功率为21 mW。此外, 该LED同时显示了在高注入电流下接近线性的I-L特性曲线和在LED芯片表面均匀的发光强度分布。